硫酸:
硫酸的分子式:H2SO4;結(jié)構(gòu)式:,H2SO4中硫元素為+6價,處于最 0 高價,具有氧化性,但只有濃H2SO4表現(xiàn)出強氧化性,而稀硫酸、硫酸鹽巾的硫元素通常不表現(xiàn)氧化性。
硫酸的物理性質(zhì)和化學(xué)性質(zhì):
1.硫酸的物理性質(zhì)
純硫酸是無色、黏稠的油狀液體,密度大,沸點高,是一種難揮發(fā)的強酸,易溶于水,能以任意比與水互溶.濃硫酸溶于水時放出大量的熱。常見濃硫酸的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為98.3%,其密度為 1.84g·cm-3,沸點為338℃,物質(zhì)的量濃度為18.4mol·L-1.H2SO4的濃度越大,密度越大,若將30%的H2SO4溶液與10%的H2SO4溶液等體積混合,所得溶液的質(zhì)量分?jǐn)?shù)大于20%。
2.稀硫酸的化學(xué)性質(zhì)
稀硫酸具有酸的通性。
(1)與指示劑作用:能使紫色石蕊試液變紅。
(2)與堿發(fā)生中和反應(yīng)
(3)與堿性氧化物或堿性氣體反應(yīng)
(4)與活潑金屬發(fā)生置換反應(yīng)
(5)與某些鹽溶液反應(yīng)
4.濃硫酸的特性
(1)吸水性將一瓶濃硫酸敞口放置在空氣中,其質(zhì)量將增加,密度將減小,濃度降低,體積變大。這是因為濃硫酸具有吸水性,實驗室里常利用濃硫酸作干燥劑。
濃硫酸不僅可以吸收空氣中的水,還可吸收混在氣體中的水蒸氣、混在固體中的濕存水、結(jié)晶水合物中的部分結(jié)晶水。。
濃H2SO4中的H2SO4分子可強烈地吸收游離的水分子形成一系列的硫酸水合物:。這些水合物很穩(wěn)定,所以濃H2SO4可作某些不與其反應(yīng)的氣體、固體的干燥劑,同時不能暴露在空氣中。能夠用濃H2SO4干燥的氣體有
等酸性或中性氣體,而具有還原性的氣體
和堿性氣體NH3則不能用濃H2SO4干燥。另外在酯化反應(yīng)中,如
中,濃H2SO4作催化劑和吸水劑。
(2)脫水性指濃H2SO4將有機物里的氧、氧元素按原子個數(shù)比2:1脫去生成水的性質(zhì)。濃H2SO4從有機物中脫下來的是氫、氧元素的原子,不是水,脫下來的氫、氧元素的原子按2:1的比例結(jié)合成H2O;對于分子中所含氫、氧原子個數(shù)比為2:l的有機物(如蔗糖、纖維素等),濃H2SO4可使其炭化變黑,如:
(3)強氧化性常溫下,F(xiàn)e、Al遇濃H2SO4會發(fā)生鈍化。但熱的濃H2SO4能氧化大多數(shù)金屬(除金、鉑外)、某些非金屬單質(zhì)及一些還原性化合物。如:
在這些氧化還原反應(yīng)中,濃硫酸的還原產(chǎn)物一般為SO2。
濃、稀硫酸的比較與鑒別:
1.比較
稀硫酸—弱氧化性—可與活潑金屬反應(yīng),生成H2—氧化性由H+體現(xiàn)。
濃硫酸——強氧化性——加熱時可與絕大多數(shù)金屬和某些非金屬反應(yīng),通常生成SO2——氧化性由體現(xiàn)。
2.鑒別
從濃H2SO4和稀H2SO4性質(zhì)的差異人手,可知鑒別濃H2SO4和稀H2SO4的方法有多種。
方法一:取少量蒸餾水,向其中加入少量試樣硫酸,如能放出大量熱則為濃H2SO4,反之則為稀H2SO4。
方法二:觀察狀態(tài),濃H2SO4呈黏稠狀,而稀H2SO4為黏稠度較小的溶液。
方法三:用手掂掂分量,因為濃H2SO4的密度較大 (1.84g·cm-3,相同體積的濃H2SO4和稀H2SO4,濃H2SO4的質(zhì)量比稀H2SO4大很多。
方法四:取少量試樣,向其中投入鐵片,若產(chǎn)生氣體,則為稀H2SO4,;若無明顯現(xiàn)象(鈍化),則為濃H2SO4。
方法五:用玻璃棒蘸取試樣在紙上寫字,立即變黑 (濃H2SO4的脫水性)者為濃H2SO4,另一種為稀H2SO4。
方法六:取少量試樣,分別投入一小塊銅片,稍加熱發(fā)生反應(yīng)的(有氣泡產(chǎn)生)為濃H2SO4。(濃H2SO4的強氧化性),無現(xiàn)象的是稀H2SO4.
硫酸的用途及使用:
(1)用途硫酸是化學(xué)工業(yè)最黃要的產(chǎn)品之一,它的用途極廣(如下圖)。
①利用其酸性可制磷肥、氮肥,可除銹,可制實用價值較高的硫酸鹽等。
、诶闷湮,在實驗室濃H2SO4常用作干燥劑。
③利用其脫水性,濃H2SO4常作精煉石油的脫水劑、有機反應(yīng)的脫水劑等。
、芾脻H2SO4的高沸點和難揮發(fā)性,常用于制取各種揮發(fā)性酸。
⑤濃H2SO4常作有機反應(yīng)的催化劑。
(2)濃硫酸的安全使用
、贊H2SO4的稀釋稀釋濃硫酸時應(yīng)特別注意:將濃硫酸沿器壁慢慢地注入水中,并不斷攪拌,使產(chǎn)生的熱量迅速地擴散出去。切不可把水倒人濃硫酸里。兩種液體混合時,要把密度大的加到密度小的液體中,如濃H2SO4、濃HNO3-混合酸的配制方法是把濃H2SO4沿器壁慢慢地注入濃HNO3中。
、谌f一不小心將濃硫酸濺到皮膚上、衣服上或桌面上,應(yīng)分別怎樣處理?
皮膚上:用干布迅速拭去,再用大量水沖洗,最后涂上3%~5%的碳酸氫鈉溶液。
衣服上:用大量水沖洗。
桌面上:大量時,用適量。NaHCO3,溶液沖洗,后用水沖洗,再用抹布擦干;少量時用抹布擦即可。